基本介紹
- 中文名：防撞雷達
- 外文名：anticollision radar
- 原理：利用超音波信號
- 工作狀態：激活狀態，關閉狀態，錯誤狀態
- 套用：汽車安全
- 學科：帶著你工程
簡介,工作狀態,特點,設計,使用,
簡介
當障礙物接近某個側部區域時，從車輛後方40cm開始可能給予指示，本系統將在掛入倒檔後1秒鐘內被激活，有“嗶嘩”兩聲開機提示音以示系統正常工作。本系統由12V(指電源正極)電源系統供電，如切斷倒車燈電源供電，本系統將進入關閉狀態。
工作狀態
本系統有3種不同的狀態：
關閉狀態：退出倒檔或點火開關脫離運行檔後(無論是否掛在倒檔)，系統變為關閉狀態。
錯誤狀態：系統被激活但卻不傳送聲響信號，則系統處於錯誤狀態。錯誤消除後，需要再次掛入倒檔，系統才會重新進入激活狀態。
在發動機運轉時掛入倒檔並一直處於倒檔時，系統進入激活狀態。
在這種狀態下，不論車輛接近還是離開障礙物，或是保持不動，系統均會向駕駛員提示。
特點
在一輛裝備了相同系統或其它供應商的類似系統(系統已激活)的車輛附近，本系統可能會受到干擾，但不影響正常工作。
若障礙物與車輛的相對移動速度小於1m/s本系統應正常工作。
倒車雷達僅是駕駛的輔助器材，一切安全仍由駕駛者自行負責。
倒車速度較快時，倒車雷達系統感測準確性有所降低，建議低速：3公里/小時。
當警報聲為長響時，請立即停車，因為此時已有障礙物進入40厘米區內。
感應器精密度高，私自開啟內部將很難恢復正常。
設計
“反應不及”常常是發生車禍的主因之一，目前市面上雖然有賣會自動煞車的“防撞雷達”，但是一套動輒2、30萬新台幣，一般民眾可能配備不起。台大最新研發一套“防撞雷達”，成本不到百分之一，最遠可以測到150米外的物體，不管是車還是人或是動物，都能夠偵測得到。
開車上路最怕的就是反應不及，嚴重的甚至發生車禍。目前市面上會自動踩煞車的防撞雷達，起碼2、30萬，未來可能花不到百分之一的價錢，就能買到這套由台大最新研究的“毫米波車用防撞雷達”，成本只要2至3千，每輛車都能用。
“最前端關鍵的原件，製作的晶片是在這個地方，非常小，只有半個米粒大小的晶片，後面這些原件可以整合成一塊，大概一個手機大小的模組！”
這套防撞雷達，最遠可以測到前方150米，就算下雨天也不用怕會影響視角，位置就設在車頭保險桿上60至70厘米處，裡頭有兩片天線，其中一片是發訊號，發現前方有車子的話，電磁波就會折返，由另一片天線接收，沒有保持安全距離，或是突然有車插隊，防撞系統就會提出警告，自動踩煞車。
“如果在比較近的距離之內，有行人通過，或是動物通過，能不能做防撞測試，當然是可以！”
只要是有機物體，不會被電磁波穿透的塑膠類或是紙張，這套系統都可以測車前的物體距離。負責研發的李致毅也說，目前這項發明還在申請專利，如果未來真能成功技轉量產，成本壓低，使用普及，或許就能有效降低車禍發生率。
開車上路最怕的就是反應不及，嚴重的甚至發生車禍。目前市面上會自動踩煞車的防撞雷達，起碼2、30萬，未來可能花不到百分之一的價錢，就能買到這套由台大最新研究的“毫米波車用防撞雷達”，成本只要2至3千，每輛車都能用。
“最前端關鍵的原件，製作的晶片是在這個地方，非常小，只有半個米粒大小的晶片，後面這些原件可以整合成一塊，大概一個手機大小的模組！”
這套防撞雷達，最遠可以測到前方150米，就算下雨天也不用怕會影響視角，位置就設在車頭保險桿上60至70厘米處，裡頭有兩片天線，其中一片是發訊號，發現前方有車子的話，電磁波就會折返，由另一片天線接收，沒有保持安全距離，或是突然有車插隊，防撞系統就會提出警告，自動踩煞車。
“如果在比較近的距離之內，有行人通過，或是動物通過，能不能做防撞測試，當然是可以！”
只要是有機物體，不會被電磁波穿透的塑膠類或是紙張，這套系統都可以測車前的物體距離。負責研發的李致毅也說，目前這項發明還在申請專利，如果未來真能成功技轉量產，成本壓低，使用普及，或許就能有效降低車禍發生率。
使用
現在汽車安全的概念，已經從被動減少碰撞造成傷亡的範疇，演進到主動避免車輛碰撞事故發生機會的階段，亦即強調「主動安全」的自動防撞設計，其主要內容包括車體前方/後方/側邊碰撞預警（FCW）和緩解（CrashMitigation）、車道偏離示警（LDW）、倒車影像系統（RVC）、盲點預警、駕駛疲勞警示和自動剎車控制等。
許多車電系統大廠都正在開發汽車主動防撞設計，包括美國的Delphi和Visteon、日本的Denso和AISIN、加拿大的Magna、德國的Continential和法國的Valeo等。整車車廠的套用大部分還在測試階段，不過現在包括NISSAN、VOLVO和INFINITI等，都已在新車款配備主動防撞系統，且不僅是在高階車款，平價車種也開始搭載主動防撞系統。
NISSAN日前便在北美市場發表防撞預警概念系統（ForwardCollisionAvoidanceAssistConcept）；INFINITI在新世代M系列房車上，也率先導入SafetyShield行車安全整合系統，主要設計也整合智慧型巡航控制（ICC）、車距控制輔助系統、盲點側撞預防系統、車道偏移預防系統等多項電子輔助裝置。
車體前後方主動防撞系統的技術核心，主要是採用雷達測距防撞偵測系統（Distronic；DTR），用單個雷達模組提供中、長距離目標檢測，其組件組成還包括DTR雷達感測器、DTR運算裝置、巡航控制、電位差開關、CAN控制網路、收發天線和中頻訊號處理等。
以Delphi的電子掃描雷達模組為例，其頻率採用是全球通用的76GHz，掃描距離可達60～174公尺，角度涵蓋90度～20度，可同時掃描多達64個目標。由雷達偵測到車輛前方速度變慢或是靜止的車輛或物體，系統便會計算距離與駕駛人的反應時間，推估是否有撞擊的可能性。同時，這樣的雷達掃描技術也一併和自動煞車系統連結。NISSAN所推出的防撞預警概念系統，便宣稱能讓時速60公里以下的車輛完全地達到自動煞車的效能。
再者，車體碰撞預警的雷達掃描技術，也可以和智慧巡航控制或主動巡航控制（ACC）的系統結合，透過雷達偵測前方車輛或物體的固定間距，自動地調整車輛行車速度。當碰撞危機可能發生時，藉由碰撞預警和緩解系統，輔助煞車和煞車制動器便能啟動作用。
這樣的雷達掃描技術，主要可分為遠紅外/近紅外光、超音波和毫米波（MillimeterWave）等。遠紅外/近紅外光雷射雷達運用光速計算，偵測距離小於150公尺，角度範圍約在10度以內。運用都普勒原理的超音波雷達，偵測距離小於4公尺，角度範圍可達60度。但這兩種技術都有自動安全套用上無法克服的缺陷。
遠紅外/近紅外光夠快夠準，可抗干擾，偵測無盲區，測距精度可達公厘等級，測角精度理論上比毫米波雷達高，但是遇到下雨或大霧等惡劣天氣，穿透能力變差，容易受到天氣和濕度變遷影響，導致無法使用。
另一方面，超音波雷達的優點在於對雨、雪、霧的穿透能力強，衰減小，且測距原理簡單、製作方便、成本低。但缺點在於超音波的傳播速度相對電磁波來說慢了許多，當汽車在高速公路以百公里行駛時，超音波的傳播速度會比電磁波慢，超音波測距無法跟上車距變化，誤差大。且超音波雷達方向性差，發散角大，使發散能量大大降低，導致分辨力下降，易將近車道的車輛或路邊的物體誤為測量目標。這樣的缺點反成為優勢，因此超音波雷達多數被套用在汽車尾部的倒車雷達上。
至於以毫米波雷達為基礎的自動防撞設計，多採用76～77GHz頻段，因為毫米波雷達波長短、指向性高，沿直線傳播且穿透能力強，不但可以探測目標的距離，還可測出相對速度和方位。在較惡劣的氣候環境和灰塵較多的條件下，毫米波雷達都能夠正常運作，因此在極為講究安全的汽車自動防撞設計里獲得青睞。不過毫米波雷達自動防撞需要防止電磁波干擾，存在其它通訊設施電磁波干擾以及雷達裝間的相互影響，容易發生誤動作，這是美中不足之處。
整體來看，由於生產自動防撞雷達模組的主要材料GaAs和SiGe價格居高不下，這還是汽車自動防撞雷達僅能套用在少數高檔轎車的最大瓶頸，且目前車用雷達使用頻段尚未統一，車電大廠各行其是，這些課題還要一一克服，也才能落實讓自動防撞雷達設計保護駕駛人安全的用心。
許多車電系統大廠都正在開發汽車主動防撞設計，包括美國的Delphi和Visteon、日本的Denso和AISIN、加拿大的Magna、德國的Continential和法國的Valeo等。整車車廠的套用大部分還在測試階段，不過現在包括NISSAN、VOLVO和INFINITI等，都已在新車款配備主動防撞系統，且不僅是在高階車款，平價車種也開始搭載主動防撞系統。
NISSAN日前便在北美市場發表防撞預警概念系統（ForwardCollisionAvoidanceAssistConcept）；INFINITI在新世代M系列房車上，也率先導入SafetyShield行車安全整合系統，主要設計也整合智慧型巡航控制（ICC）、車距控制輔助系統、盲點側撞預防系統、車道偏移預防系統等多項電子輔助裝置。
車體前後方主動防撞系統的技術核心，主要是採用雷達測距防撞偵測系統（Distronic；DTR），用單個雷達模組提供中、長距離目標檢測，其組件組成還包括DTR雷達感測器、DTR運算裝置、巡航控制、電位差開關、CAN控制網路、收發天線和中頻訊號處理等。
以Delphi的電子掃描雷達模組為例，其頻率採用是全球通用的76GHz，掃描距離可達60～174公尺，角度涵蓋90度～20度，可同時掃描多達64個目標。由雷達偵測到車輛前方速度變慢或是靜止的車輛或物體，系統便會計算距離與駕駛人的反應時間，推估是否有撞擊的可能性。同時，這樣的雷達掃描技術也一併和自動煞車系統連結。NISSAN所推出的防撞預警概念系統，便宣稱能讓時速60公里以下的車輛完全地達到自動煞車的效能。
再者，車體碰撞預警的雷達掃描技術，也可以和智慧巡航控制或主動巡航控制（ACC）的系統結合，透過雷達偵測前方車輛或物體的固定間距，自動地調整車輛行車速度。當碰撞危機可能發生時，藉由碰撞預警和緩解系統，輔助煞車和煞車制動器便能啟動作用。
這樣的雷達掃描技術，主要可分為遠紅外/近紅外光、超音波和毫米波（MillimeterWave）等。遠紅外/近紅外光雷射雷達運用光速計算，偵測距離小於150公尺，角度範圍約在10度以內。運用都普勒原理的超音波雷達，偵測距離小於4公尺，角度範圍可達60度。但這兩種技術都有自動安全套用上無法克服的缺陷。
遠紅外/近紅外光夠快夠準，可抗干擾，偵測無盲區，測距精度可達公厘等級，測角精度理論上比毫米波雷達高，但是遇到下雨或大霧等惡劣天氣，穿透能力變差，容易受到天氣和濕度變遷影響，導致無法使用。
另一方面，超音波雷達的優點在於對雨、雪、霧的穿透能力強，衰減小，且測距原理簡單、製作方便、成本低。但缺點在於超音波的傳播速度相對電磁波來說慢了許多，當汽車在高速公路以百公里行駛時，超音波的傳播速度會比電磁波慢，超音波測距無法跟上車距變化，誤差大。且超音波雷達方向性差，發散角大，使發散能量大大降低，導致分辨力下降，易將近車道的車輛或路邊的物體誤為測量目標。這樣的缺點反成為優勢，因此超音波雷達多數被套用在汽車尾部的倒車雷達上。
至於以毫米波雷達為基礎的自動防撞設計，多採用76～77GHz頻段，因為毫米波雷達波長短、指向性高，沿直線傳播且穿透能力強，不但可以探測目標的距離，還可測出相對速度和方位。在較惡劣的氣候環境和灰塵較多的條件下，毫米波雷達都能夠正常運作，因此在極為講究安全的汽車自動防撞設計里獲得青睞。不過毫米波雷達自動防撞需要防止電磁波干擾，存在其它通訊設施電磁波干擾以及雷達裝間的相互影響，容易發生誤動作，這是美中不足之處。
整體來看，由於生產自動防撞雷達模組的主要材料GaAs和SiGe價格居高不下，這還是汽車自動防撞雷達僅能套用在少數高檔轎車的最大瓶頸，且目前車用雷達使用頻段尚未統一，車電大廠各行其是，這些課題還要一一克服，也才能落實讓自動防撞雷達設計保護駕駛人安全的用心。
